LM5155 Boost Diode Snubber?

[Timo C. (Gast)]

Hallo,

ich brauche für eine kleine Anwendung eine Spannung von 60 V bei einem 
Strom von 1 A. Mein Labornetzteil schafft maximal 30 V bei einem Strom 
von 2,5 A.

Ich hatte mir mal vor einiger Zeit ein paar LM5155 gekauft, daher möchte 
ich die jetzt gerne probeweise mal nutzen und ich lerne dabei noch 
einiges.

Die Schaltung aus dem Datenblatt, im Anhang angehängt, habe ich bis auf 
den Snubber über der Diode verstanden.
Wozu braucht man an dieser Stelle einen Snubber?

Grüße
Timo

[Olaf (Gast)]

Die Diode kann schnell schalten und verursacht dann EMV Stoerungen.
Die Schaltung funktioniert auch ohne Snubber, aber vermutlich
sendet sie dann mehr als sie sollte.

Olaf

[Uli N. (uln)]

Meinen Überlegungen nach minimiert der Snubber die Schaltverluste beim 
Ausschalten des MOSFETs, indem er temporär den von der Spule weiter 
aufrechterhaltenen Stromfluss übernimmt, bis die Diode durchgeschaltet 
ist.

[Dieter (Gast)]

Fuer Schwingungen stellt dies einen stark gedaempften Reihenschwingkreis 
dar.

[Timo C. (Gast)]

Also könnte man den Kondensator quasi so auslegen, dass er nach 5 
Zeitkonstanten die paar Nanosekunden während dem Ausschalten überbrückt?

Steigen dann nicht die Schaltverluste beim Einschalten vom Mosfet?

[M. K. (Gast)]

Der Snubber minimiert die Rücksperrverluste in der Diode, ist EMI 
wirksam, erhöht aber die Schaltverluste im Fet etwas.
Braucht man meist nicht, ist aber gut die FP vorgesehen zu haben falls 
man im EMI Labor Schwierigkeiten bekommt.

Beim Flyback (isoliert) sollte der Fet einen RC Snubber bekommen, weil 
die Streuinduktivität zwischen prim und sek Peaks beim Abschalten 
verursacht.
Du könntest den Fet dafür auch mit höherer Spannung auslegen, aber dann 
verschlechtert sich sein Schaltverhalten.

Bei <60V 1A würde ich mir nicht zuviele Gedanken machen.
Such Dir eine anständige Shottky Diode mit geringer Vorwärtsspannung aus 
und dimensioniere die nicht zu knapp, aber auch keinen riesigen Klopper 
der große parasitare Kapazitäten aufweist.

Pulsstrom ist Irms * 4
Das liegt daran, das in der einen Hälfte der Zeit der Fet Leitet, in der 
anderen Hälfte der Zeit die Diode und der Strom Dreiecksförmig ist.

Die Induktivität nicht zu groß, die soll Ihre Energie losgeworden sein, 
bis der Fet das nächste mal Schaltet. (DCM)

[Timo C. (Gast)]

Kann man das generell so sagen, dass ein DCM-Betrieb das Beste ist?

Die Verluste in der Spule steigen ja auch mit sich stark änderendem 
Strom an

[M. K. (Gast)]

Timo C. schrieb:
> Kann man das generell so sagen, dass ein DCM-Betrieb das Beste ist?
Das ultimativ Beste gibt es ja garnicht.
DCM ist am leichtesten zu beherschen und ein DCM regler kann nicht 
automatisch auch CCM.
Immer schön die Applikationsschriften beachten und die Rechnungen im DB 
durchführen statt gewürfelter Werte.

Schaltest Du ein, bevor sich die Energie der Spule abgebaut hat, beginnt 
der Strom ja nicht bei Null, sondern beim Momentanwert.
Die nächste Abschaltschwelle ist also viel schneller erreicht.
Der Strom durch die Diode ist auch noch voll am fliessen und muss 
abgewürgt werden.
Der Fet schaltet also nicht bei Nullstrom ein, sondern voll mittendrin 
und U*I ist nunmal W. Die Einschaltverluste steigen also rasant.

Bei DCM wirken im wesentlichen die Abschaltverluste auf den FET.
Das siehst Du schon an der Gate Ansteuerung.
Einschalten wird langsam gemacht, um nicht voll die Spulenkapazität zu 
treiben.
Abschalten muss so schnell wie möglich geschehen, daher die Diode.

> Die Verluste in der Spule steigen ja auch mit sich stark änderendem
> Strom an
Wo ist der Unterschied zwischen 0-2 A in der Spule bei dreiecksförmigen 
Verlauf und 1A effektiv?
Richtig, da ist keiner.
Vor allem haben größere Spulen auch mehr Windungen, also mehr 
Wicklungswiderstand.

DCM wird bei größeren Leistungen schwierig, weil der Ausgangselko ja 
auch den Pulsstrom aufnehmen muss, der Eingangselko muss den liefern.
Steht im Elko DB was die Irms dürfen.
Der Ripple auf In und Out ist viel höher und deswegen welchselt man im 
höheren Leistungsbereich auf CCM.
Da ist man aber schnell bei SIC Halbleitern, die fast ohne Verzögerung 
schalten, sich das aber mit schlechteren Durchlasswerten und einem 
deutlich höheren Preis erkaufen.

Harte Grenzen wann man was tut, gibt es nicht.
150W beim Boost halte ich noch für verträglich.
Man kann auch auf Multiphasen Boost gehen für größere Leistungen, mit 
phasenverschobener Ansteuerung, um den Elko Ripple zu minimieren.
Der Phantasie sind da keine Grenzen gesetzt.

[Max (Gast)]

M. K. schrieb:
> Die Verluste in der Spule steigen ja auch mit sich stark änderendem
>> Strom an
> Wo ist der Unterschied zwischen 0-2 A in der Spule bei dreiecksförmigen
> Verlauf und 1A effektiv?
> Richtig, da ist keiner.
> Vor allem haben größere Spulen auch mehr Windungen, also mehr
> Wicklungswiderstand.

Er meint sicherlich die Ummagnetisierungsverluste und die steigen mit 
Strom und Frequenz.

[M. K. (Gast)]

Max schrieb:
> Er meint sicherlich die Ummagnetisierungsverluste und die steigen mit
> Strom und Frequenz.

Die Ummagnetisierverluste sind aber klein im Vergleich zum Rest, wenn 
man nicht gerade ein völlig ungeeignetes Kernmaterial nimmt.
Eher was für die fetten Kerne, nicht die niedlichen Krümel, die der TO 
brauchen wird.